读完本文约需40分钟，从踏入机场到飞机着陆，一场关于飞行的发现之旅。
今天我们来讲一本特别有趣的书，叫作《在云端》。读完这本书再坐飞机，我就一点儿都不害怕了，因为从安检到飞机降落的物理原理，这本书都已经讲明白了。凑巧的是，我刚读完这本书，就正好要坐南航的飞机，一位机长认识我，出来跟我聊天。我们聊了关于飞行的知识，他觉得，如果我们能够向更多人普及这些知识，对于航空业一定很有帮助。大家不用感到紧张，因为坐飞机是一件非常安全的事。安全到什么程度呢？比咱们坐在办公室里还安全，坐飞机的安全程度是火车的3倍，是汽车的12倍。
首先，我们从安检说起。大家会发现每一个航站楼的管理都很严格，因为航站楼严格区分出了陆侧和空侧，在你过安检之前的地方属于陆侧，而过了安检以后的地方属于空侧，这两者之间要进行严格的安检。除了安检之外，还有一件事很重要，叫称重，就是要测算每个乘客的重量。有一次，德国举办了一场硬币展览，这场展览的参展人都买了很多硬币，作为硬币收集爱好者，他们舍不得把硬币托运，因为托运的话会有遗失的风险，所以就有大量的人把硬币随身带上了飞机。当时的安检员觉得这些只是硬币，就没当回事，因为硬币在安全性上没有什么问题，但是没想到，这些随身行李如此之重，导致飞机在跑道上飞不起来。最后飞行员硬是把飞机“抬”了起来，这次意外引发了一些担忧，也给飞行员带来了很大的压力。
接下来讲讲安检。安全扫描仪使用的是X射线，在这里有必要普及一个知识，就是X射线也是光的一种。整个电磁光谱中，我们能够看到的可见光大概只有窄窄的一溜。我们看下面这张图，可见光在中间，我们能看见的赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的光就只有这么窄一溜。然后，能量由低向高的是无线电、微波、红外线、紫外线、X射线和伽马射线，它们的能量是不断增强的。我们用于安检的是X射线。
X射线也是由光子组成的，与所有其他形式的光一样，它们以每秒30万千米的速度传播，但每个光子的能量都比普通光的光子大得多，使其能够冲破物体原子中的电子层，并发生较少的相互作用。这意味着X射线可以穿透许多普通光完全无法穿透的物体。
X射线刚刚被发现的时候，所有人都觉得很惊奇。由于大家不知道它的危险性，所以在那个年代，甚至有很多人是用X光工作的。 但是很快，人们发现X光对身体的损害很大，逐渐地，人们就不再轻易地暴露在X光之下。
我们进机场航站楼的时候，会有人拿一个小布条在你身上蹭一下，这是什么呢？这叫作嗅探器，用以检测爆炸物，因为爆炸物在某种程度上具有挥发性，所以安检人员用这个方式探测你的身体和包有没有沾上挥发性的小颗粒，以此判断你有没有接触过爆炸物。除了嗅探器可以检查爆炸物，还有一样人类的发明也能够检测爆炸物——狗。很多人也许会说，狗怎么是人类的发明呢？狗是人类在石器时代的一项发明，是人类把狼群中与人亲近的狼逐渐筛选培育出来的，所以你也可以认为狗是人的一项发明，它并不是一种天然动物，而是经由人类一次一次的选择，一次一次的驯化，才被培养出来的。狗也能够起到嗅探的作用。
接着我们要过一个拱门，经过这个拱门时，如果你携带了钥匙、手机、皮带扣等金属物，它就会嘀嘀响。各位知道这是什么原理吗？拱门的两侧装有线圈，线圈通电产生磁场，所以这个拱门的中间有很多磁力线。如果你身上带着金属物，经过拱门就相当于金属在切割磁力线，就会产生电流，产生电流时拱门就会滴滴响。这对身体没有危害，只是电磁反应而已，这也是我们在物理课本上学过的知识。所以以后再走过那个拱门时，你就知道了，拱门两边都是线圈，就跟电动牙刷充电器的原理一模一样。
还有一种安检可能会让大家觉得有点儿恐怖，工作人员会让你站进一个像小房子一样的地方，然后要求你把手张开。这个就叫作人体扫描仪。对这一仪器，人们曾经有过争论，有人觉得人体扫描仪不好，为什么呢？因为裸体都被别人看到了，你在那儿一站，整个身体的样子都会出现在电脑屏幕上，那不就是被人看光了吗？事实并不是这样，那个图像不是裸体，人们看到的是计算机生成的图像模型，它是根据你的身体模拟出来的图像，并不是人体本身。另外，也有人认为，人站在那儿照X射线，这不是会产生很大的风险吗？难道人体不会像行李那样被辐射吗？不会，这种人体扫描仪里使用的是一种反向散射X射线，这种反向散射X射线非常微弱，它正好能够穿透你的衣服，一旦遇到皮肤就会反射出去，所以不会穿透你的身体。它产生的辐射，相当于自然有害辐射的五十分之一。所以，尽管你站在里面照射到了X射线，但是几乎没有什么风险，X射线辐射到你皮肤上就反射回去了。
接下来，到了要过海关的地方，你需要出示护照。我们现在的护照中几乎都有一张芯片，这张芯片里储存着你的生物特征数据，有的是虹膜，有的是指纹，有的是人脸。人脸识别当然是最方便的，都不需要你按指纹，但是人脸识别的技术要求更高。现在普遍采用的是核验指纹的方式，在过海关时，你需要按指纹，然后和你护照里的指纹数据进行比对。
候机楼里特别有意思。在很多西方国家，候机楼里通常没有13号登机口，因为大家觉得不吉利。作者在书中顺便普及了一下迷信到底是怎么回事。为什么人们会觉得13这个数字不吉利呢？实际上这是一种复杂体系中的常见现象，叫集群效应。很有可能是因为起初某个农夫养的13头小猪全死了，或者有人住在13号房，结果家里失火了。在发生了一些随机事件之后，人们就认为13这个数字恐怕不好。当人们认为13这个数字不好以后，就会选择性接收更多与13有关的负面信息，于是13就变成了一个不好的数字，这就叫作随机分布事件的集群效应。为了解决这个问题，后来的很多航站楼就不再设计13号登机口。但是，没有了13号登机口后，立刻就出现了麻烦。有乘客说，14号登机口就是事实上的13号登机口，所以我也不愿意用14号口。如果这样妥协下去，那15号登机口也会让人忌讳。为了防止这种情况发生，英国的希思罗机场有一个特别有意思的设计，你会发现，12号登机口和14号登机口分别位于航站楼的两端，也就是说，你无法看到12号登机口挨着14号登机口，这样一来就可以减少人们对于13这个数字的敏感度，这特别好玩。
好了，准备起飞了。在过去，所有坐飞机的人最害怕的事是什么呢？人们会担心飞机这么一个沉重的“铁疙瘩”，如何能够在天空中好好地飞行。这是我们每个人坐飞机时感到不踏实的原因，但是当你了解了其中的原理以后，你就能踏踏实实坐飞机了，因为这是自然界的规律，这个规律决定了飞机所受的升力足够使其在天上平稳飞行。一架波音747飞机，在不搭载任何行李和乘客的时候，重达175吨。另外，飞机通常有5组轮子，共计18个。当飞机装上了人和行李之后，能够达到400吨重。你想，它要以240千米/时的速度撞击地面，这些轮子必定要足够多、足够结实。
飞机使用的燃料是煤油。为什么选用航空煤油呢？因为煤油的燃烧效率非常高，能够快速释放大量的能量。到目前为止，还没有更好的能源可以替代航空煤油。有人会问，用太阳能不行吗，或者用电不行吗？给大家讲个数字，你大约需要1吨电池才能生成与10千克航空燃料等值的能量。所以，如果用电池来驱动飞机，最大的问题就是这架飞机只能装下电池，不能再装任何别的东西。靠电池组推着它飞，这当然可以，但关键是为什么要只载着电池飞呢？有人问，用氢行不行，氢能源不是很厉害吗？氢能源最大的问题是体积太大，也就是说，如果把煤油全部换成氢，燃料的体积会是原来的6倍，那么飞机的格局应该怎么设计，飞机里还有其他的空间可以使用吗？所以到目前为止，这些方案都不行。还有一种方案具有可能性，叫作费托合成。费托合成是一项二战期间被研发出来的军事技术，到目前为止还没有被人类应用过。它实现了，但是没有被应用过。这项技术能把地下储存的大量的煤直接转化成燃油。
既然飞机需要消耗这么多的煤油，我们就知道它其实真的不太环保。所以，如果想要好好对待地球，我们就应该尽量减少飞行，或者尽量坐经济舱。私人包机更不环保。但是也有一种说法，说不管是头等舱、商务舱还是私人包机，都会有高额的碳补偿，也就是说坐飞机选择这些方式的人，需要比坐经济舱花更多钱，这不仅仅是座位大小的差别，而是要为碳补偿出资，这也是一种解决方案。
说到碳补偿，大家可能会觉得二氧化碳真不好，把我们的地球搞得好热，出现温室效应。但是你要知道，二氧化碳可不全然是个坏东西，如果没有二氧化碳，人类根本没法在地球上生存。首先，二氧化碳能够参与光合作用，光合作用能产生大量的氧气。另外，温室效应最重要的一个作用是，它能够让地球保持在一个温暖舒适的温度，让人类可以生存。如果没有温室效应的话，地球的平均温度将是-18℃，人类根本没法生存。
我们过去不理解一件事，爬山的时候，我们通常会有一个很明显的感受，就是山顶离太阳更近了，但离太阳更近的时候，为什么更冷呢？按理说，离太阳越远应该越冷，怎么离太阳越近反而越冷了呢？这就与温室效应相关，因为山顶上的二氧化碳少，没有足够的温室气体，所以温室效应更差，山顶的热量流失得更多。温室效应的作用机制就是，太阳光射到地球以后，地球也会反射出去很多热量，由于温室气体的存在，地球向外反射的热量发散不出去了，这就形成了温室效应。但是到了高海拔地区，温室气体较少，大气保温作用弱，气温就会非常低。所以不要一味地责怪二氧化碳。当然，我们肯定还是要减少碳排放，因为现在的温室效应太过了，现在的问题不是不够，而是温室效应过于严重，地球的温度不断地上升。
接下来，飞机要推出了。大家可能看到过推出飞机的车吧，一辆扁平的、像板车一样的车子，在我们看来，这辆车的动力应该很大，毕竟能把一架大飞机卡着轮子推出去。实际上，这辆车的动力不强，还比不上一辆高性能轿车的动力。为什么要推飞机的轮子呢？因为飞机的轮子没有动力系统，我们看到飞机在跑道上跑，这和汽车在地面上跑的原理是完全不一样的。汽车在地面上跑的时候，轮子有动力，车是通过轮子转动来前进的，而飞机在地面上跑的时候，是它的发动机在推动，所以你可以理解为飞机是在地面上靠着它的发动机往前飞，轮子只是在底下转而已，本身并没有动力。
然后，飞机就飞到天上了。我们能够准确地知道周围的飞机在哪儿，甚至能够知道前面会有云团，或者可能会有气流，它都会给你预告。为什么距离这么远，我们也能知道周围发生的事呢？因为有个技术叫作雷达，雷达的全称是无线电探测和测距。这个技术帮助英国在英吉利海峡空战中打败了德国，英国人很聪明，不愿意公布雷达的秘密，于是散布了一个谣言。英国人说，我们给所有的飞行员吃胡萝卜，胡萝卜能够提高夜视能力，胡萝卜吃得多，在晚上就能看得更清楚，所以我们的飞行员在天上能够看到远处的飞机。这是英国人编的，实际上他们能够看到，是因为雷达在起作用。
飞机的安全性也在不断提高，这主要得益于技术的提高。现在大家常常使用GPS系统，飞机也会用GPS系统。GPS接收器通常需要锁定地表上空的4～6颗卫星，每颗卫星上都有时钟，这些时钟会实时发送信号，然后将它们汇集在一起，就能够算出地面上的具体位置。作者在书中谈到，按照相对论的理论，高空中快速飞行的卫星，在飞行的过程中，它经历的时间会变慢。事实证明，果然会变慢，而且是每天慢七百万分之一秒，这再一次证明了爱因斯坦是对的。有人觉得追究这七百万分之一秒有点吹毛求疵了吧，差别不大。但是你要知道，如果把它用在导航系统里，当时间变慢七百万分之一秒，和地面上真实位置的差距就是几千米，也就是说，你根本找不到你要去的地方，甚至差了几千米远。所以，我们知道相对论是非常管用的，得靠相对论才能够准确地调校那些时钟的时间，进而能够准确地算出地面上的具体位置，这是GPS的基本原理。
说说跑道吧。我以前坐飞机，总是怕刮风，但是自从看了这本书，我不再害怕了，我觉得刮风对于飞机来讲可能挺好的。当机场上有风的时候，飞机起飞可能会变得容易很多，比如飞机的起飞速度必须达到240千米/时，假如没有风，它就得自己加速到240千米/时才能够起飞，但是如果迎面有一股速度为80千米/时的风吹过来，那么这架飞机只需要加速到160千米/时就能飞起来了。所以，如果逆风飞，飞机起飞会快很多，还能省很多油，这就是风的作用。另外，你去仔细观察跑道，跑道两端都会有一个数字，而且这两个数字永远相差18，为什么呢？每隔10°，数字差1，那么从这头到那头正好180°，180°就差18，所以，所有机场跑道两端的数字都差18。飞机起飞时，有时候是从左往右飞的，有时候是从右往左飞的，这需要根据机场上的风向来决定，要保证飞机是逆风起飞，这就是与跑道有关的知识。
为什么飞机不能连着飞，不能够在一架飞走了以后，紧接着一架又一架地起飞呢？挨紧点儿多好，看起来也好看。但实际上，这是不行的，飞机飞行不能离得太近。为什么呢？因为前边的飞机在起飞以后，它的机翼两端会产生强大的涡流，甚至在天气湿度大的时候，我们还能够看到那个涡流，它会和水蒸气结合，这样我们就能看清楚涡流了。那阵涡流是非常强大的，尤其是当前面飞的是一架大飞机，而后面跟着一架小飞机的时候，这架小飞机就会被涡流影响，可能发生危险情况。所以要等涡流消散了以后，后一架飞机才能够起飞，这个时间间距大概需要2～3分钟。
现在考大家一个问题：假如我朝远处开枪，啪，打出去一颗子弹；开这一枪的同时，另外一只手丢一颗子弹，请问这两颗子弹哪一颗先落地？一般人听到这个说法，就觉得开枪打出去的那颗会后落地，因为一枪打那么远，说不定打出几百米了。但是根据基本的牛顿物理学定律，两颗子弹向下的初速度都是零，加速度都是9.8m/s²，所以这两颗子弹应该会同时落地。我说的这段话是什么意思呢？飞机能够在天上飞，不是因为它有一个极高的向前的速度，不能简单地认为，它只要向前跑得足够快就不会掉下来，那汽车跑得足够快也飞不起来呀。而飞机能够飞起来，一个非常重要的原因在于……大家请看我手里拿的这张餐巾纸，如果我从这张餐巾纸下面吹气，它会往上走，这很容易理解。但如果我从纸巾的上面吹气呢？看到了吗，我现在从这张餐巾纸的上面吹气（如下图所示）。
在一张纸上产生升力
小朋友们也可以做一下这个实验。可以看到，从上面吹气，餐巾纸照样往上走，这就是飞机能够飞起来的最重要的物理原因。再仔细去看，另一个飞机能够起飞的重要原因是它机翼上半部分的弧形设计，它上半部分是有弧度的，而下半部分是平的。当气流经过机翼的时候，由于上面有弧度，这个弧度就会改变空气流动的方向。
大家知道，速率跟速度是两件事，速率是没有方向的，飞机朝左、朝右、朝上、朝下飞，速率都没有方向。而速度是一个矢量，它是有方向的。所以，当你手拿一根绳，用这根绳匀速转圈的时候，从速率上来讲，这根绳子的速率是不变的，但是从速度上讲，它在不断地做加速运动，因为它的运动方向在不断地改变。所以，当气流沿着机翼顶端越过去的时候，它的方向改变了，产生了一个加速度，这个加速度是机翼给空气的（因为是机翼“切开”了空气），当机翼给空气一个向下的力时，空气就会还给机翼一个向上的力，也就是升力，于是飞机就稳稳地飞了起来。
接下来我们来讲讲飞机爬升的速度设置。
随着飞机不断加速，飞行员将接到将飞机加速到三个临界飞行速度，即V1、VR和V2的指令。不同型号的飞机有着不同的V1、VR和V2，以确保飞机的安全起飞。V1是决断速度，当飞机到达V1速度时，就必须要起飞了。（也就是说，飞机达到V1这个速度以后，不能再踩刹车了，这时候就要飞了。）VR中的“R”代表 “rotation”（旋转），当飞机到达VR速度时，飞行员就要轻轻地向后拉操纵杆，改变水平尾翼控制面的角度，使飞机的前轮抬离地面。这种倾斜意味着空气以更尖锐的角度撞击机翼，产生更大的升力。此时，飞机仍然在地面加速，直到达到V2，即起飞速度。
飞机离地，开始飞起来。飞机一旦离地，我们就会听到发动机的噪声变小，很多人以为发动机没声了，觉得很惊慌，心想发动机怎么不转了。其实不是发动机不转了，只是它的转速变低了，不再产生那么大的噪声。飞机飞到天上以后，机舱里要加压，如果不加压的话，万米高空的气压是非常小的，也没有足够的空气，人体会受不了。加压加到多大程度是合适的呢？不能加到太大，如果飞机加压加得过大，会对整架飞机的结构安全造成影响，所有的紧固件会发生变化，所以给飞机加压，要找到一个恰到好处的度。现在合理的机舱压力，基本上是相当于海拔1800～2400米之间的压力。这个高度，大概就是墨西哥城的海拔，在这个高度上，人是可以正常生活的。所以你会发现，你在飞机上喝剩的半瓶水到了地面以后，塑料瓶就瘪了，因为空中和地面的气压是有较大差距的。
我还要告诉大家另一个小贴士，这是很多空乘人员分享给我的，如果你坐飞机时怕晕机、怕呕吐，那么在上飞机之前尽量不要吃水果，也不要喝碳酸饮料。我中过招，有一次飞机延误了很久，我就在候机室里喝了好几罐碳酸饮料，结果上了飞机后吐得一塌糊涂。为什么呢？因为气压不一样，体外的压力变小了以后，体内气压相对就大了，所以你体内的气体咕咚咕咚地往外冒，最后你就会呕吐。飞行前尽量也不要吃水果，因为水果吃到肚子里以后，就会产生气体，所以也要尽量地减少食用，避免体内产生太多气体。这是坐飞机的一个小技巧。除了我们刚刚说的机翼与升力的关系之外，飞机还有很多复杂的设计（见下图），比如各种操纵面、襟翼、副翼、整流罩、小翼、外襟翼等等，咱们就不展开讲了，因为这已经相当专业了。
在天上飞行时，我们可以看到地面上有很多纵横的河流，这是你在地面上看不到的，因为在地面上你只能站在河岸边看，而在天上你可以看到河流的全貌。这是典型的复杂系统里的自成形系统，河流会枝枝杈杈地伸出去。如果你在家中想模仿自然界里的河流的样子，可以做一块蜡板：先找一块玻璃，在上面糊上一整块蜡，糊上以后，从顶上慢慢地倒热水，当热水顺着蜡板流下来时，你就能够看到在天上看到的河流的样子，这就是一个自成形系统的生成过程。书中提到了很多物理学知识。
现在你飞到了入海口。假如你的飞机往广东或上海的方向飞，你就会看到一个V形三角洲。河流在入海的时候，基本上会形成一个V形三角洲，然后逐渐地流到海洋里。地球上约70%的面积都是水，如果你坐的是跨洋航班，可能会很无聊，因为望出去底下基本上全是水。地球上的水大约有14亿立方千米（以1千米为边长的立方体体积是1立方千米），人均大概有2121亿升，我们每个人合下来拥有的水有这么多。那大家可能就会疑惑，既然有这么多水，为什么还会出现水资源短缺的情况呢？虽然人均有这么多的水，但其实我们对于自己使用的水资源的量是不清楚的。你们觉得自己一天要用几升水？有的人说5升，有人说差不多8升。事实上我们每天的人均用水量远不止5升。一个典型的西方消费者每天可能会消耗5000～10000升水。你或许会说：“没有啊，我洗澡也没用过那么多水。”但实际上，“仅仅生产一个汉堡所用的肉就需要3000升水，而1千克咖啡的生产过程将消耗20000升水”。汉堡里的肉是怎么来的？肉是从牛身上来的，牛要长出这么大一块肉，它得喝很多水；咖啡到我们喝的这一步，得经过非常多次加工，所以合到每一个人身上，假设你在北京、上海这样的城市，每天就要消耗10000升水。
而且更重要的是，地球上大部分的水是咸水，比如海水。海水能不能够被制备成蒸馏水，变成可以饮用的水呢？可以，但是制备过程需要大量的能源。那冰川里储存了那么多的淡水，能不能够运到非洲去呢？也可以，关键还是需要能源。所以水资源的问题，归根到底是一个能源问题，因为水资源分配是不均衡的，所以如果有足够多的、用不完的能源，我们完全可以把水资源分配到世界上任何一个地方，但问题是这个前提就很难做到。所以说到底，淡化海水是个能源问题。就算像英国这样缺水的国家，也没有大面积地使用淡化海水的技术，因为淡化海水确实耗能太高。也许将来，如果太阳能变得越来越便宜，或者核能变得越来越便宜，这个方案也有可能会被采用。或者等水变得更珍贵的时候，我相信人们也会用更多的能源去换更多的水。
航程中你会看到大海，海上有海浪，我们知道，有的海浪是由月亮引力导致的潮汐波。海浪是什么形状的呢？很多人都觉得海浪不就是一层一层哗啦哗啦地这么推过来的吗？对不起，你看到的那个是海边的海浪，海边的海浪看起来是往岸边滚的，如果整个大海的海浪都在往岸边滚，我的天哪，那就是海啸了，整个城市都会被淹没。其实海洋中间的海浪是环形的，呈环形汩涌着，就像我们在晃动一个东西那样汩涌。汩涌的过程中，如果遇到了岸边或其他海水变浅的地方，这个浪就会破碎，一破碎，哗，就流出去了，这就是我们看到的海浪。所以，实际上中间的海浪是环形的。
这是天上的景观。我们要穿越种种云层，飞到云层之上。我要问大家一个问题，什么是云？很多人会不假思索地说，云就是水蒸气。不对，云怎么能是水蒸气呢？水蒸气是看不见的东西，比如说，咱们这间屋子里现在就有水蒸气，因为这间屋子里的湿度不为零，所以空气中肯定有水蒸气，但水蒸气是看不见的。那云是什么？云是水蒸气结合了空气中的小颗粒，所形成的小水滴。那既然是水滴，为什么不滴下来呢？其实是会往下掉的，云朵往下落的速度大概是一年下降一米。因为小水滴实在太小了，平均每一个小水滴的颗粒直径大概是一亿分之一米，所以，这种小体积的雨滴在空气中受到的阻力非常大，于是它缓慢地降落，一年降一米，基本上在它降落之前，风就把它吹散了，所以我们没有见到过一片云落在你们家后院。这就是天上的云。
这个云的分类真是让我开了眼界，云有52种之多，后来人们把它简化为10类，从0编号到9，一共10种。其中第9号云叫积雨云，体积十分庞大，云层很厚，它的最高点比其他云都高，所以英文里有一个说法叫“on cloud nine”。“on cloud nine”就是我在9号云之上，意思是“极为快乐”，当一个人很快乐的时候就可以说“我在9号云之上”。
最低的是层云，这些云看起来像是升起了一层薄雾，或者是一层灰色的云毯。第二种低云是积云，像一团团的棉絮。积雨云的形成高度与积云相似，但它们的上端会“长”到更高的地方。积雨云可以向上长到18千米，几乎是飞机巡航高度的两倍。最后一种低云是层积云。有些层积云是积云上升并变得稀薄形成的，看起来就像一团被拉伸到碎裂的棉絮。等飞得再高一点，我们就可以看到高层云了，高层云和层云很相似，是在比较高的位置上的薄薄的一层云。较厚的高层云也被称为雨层云——就是导致下雨的云。高积云和积云差不太多，但它们的位置要更高。最后，我们来到了最高的云层，这些云可能会一直伴随你的飞行旅途（也许你能看到大坨的积雨云的顶端）。你们见过这种现象吗？如果经常坐飞机，且运气好的话，你可能看到过，远处有片云在下雨。很奇怪，你在这边晴空万里，那边有一片云彩在下雨，很好玩。
所以，我读完这本书之后，就特别喜欢飞行了。以前坐飞机时觉得没事干，现在就有很多事可以干了，一路上看这个、看那个。在天上还能看到彩虹，彩虹是一种“不存在的东西”，它完全是由光线的散射造成的，当彩虹的光线以与光照路径约42°的角度到达你的眼睛时，你就能够看到完整的彩虹，所以，要看到完整的彩虹是有角度要求的。当然，你也会看到太阳，但是千万不要直视，哪怕是在阴天，也不要直视，这都会对眼睛造成伤害，太阳实在是太明亮了。告诉大家一个冷知识，如果你再往上飞，飞过这些云层（一般巡航高度为一万多米），飞出大气层以后，天空是黑色的。此时，天空中有一个大太阳，但是除了这个大太阳之外，其他的地方全是黑的。为什么呢？没有空气，这就导致阳光没法散射，自然就不会有我们日常看到的蓝天了，光线也不会均匀地分布，因此天空不会像平时那样明亮。所以你看那些有关太空的电影，会发现太空是黑色的，哪怕是有阳光照射的地方，热得要死，温度高得烫人，但是天空依然是黑色的，就是因为没有空气。
那么我们平时看到的天空为什么是蓝色的呢？赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫，牛顿把光分成了七种颜色，这本书的作者也不明白牛顿为什么要把光分成七种颜色，其实光的谱系是可以分得更细的，或者分得更粗，可能牛顿是因为喜欢“7”这个数字，于是就把它分成了七种颜色。其中“橙”这个颜色，原先根本不是一种颜色，橙是orange，是一种水果。所以，赤橙黄绿青蓝紫，这种颜色分法可能只是牛顿的喜好。光谱上越靠近蓝和紫，能量就越大。大家可能知道紫外线能量较大，红外线能量较弱，所以红外照射，大家一般不会觉得有什么问题，就是因为红外线能量弱，但是紫外照射一般就让人受不了，因为紫外线能量高。能量越高的光越容易产生散射，当太阳光进入大气层以后，蓝光就更容易产生散射，我们看到的蓝色天空就是这么来的。并不是因为海水的蓝把天映成了蓝色，事实上海水是无色的，恰恰是因为天蓝，海水才显得蓝，别把这个因果关系搞混了。
那为什么在落日的时候，我们看到的天空和晚霞是红色的呢？
因为光谱靠近红色端的光散射较少，当太阳在天空中较低位置的时候，阳光需要穿过更多的空气才能到达地面，此时还没有发生散射的光中，红光的损失也就最小，因此日出和日落时的太阳会呈现鲜艳的红色。
原来是这么来的。为什么我们平常把太阳画成黄色的呢？也是这个原因，靠近蓝色、紫色、绿色一侧的光被散射了，剩下了以橙色为主的光，所以黄色、红色或橙色的太阳比较常见，很少有人见过蓝色的太阳，因为蓝光经过散射变成了天空的颜色。这就是为什么我们看到的太阳是这个样子。
在太阳内部，每秒钟大约有400万吨的物质经过核聚变被转化为能量，根据E=mc²（质量与能量的转换公式），m是400万吨，每秒钟有这么多的物质燃烧。而太阳的能量只有一小部分会到达地球，不到太阳总能量的十亿分之一。所以，太阳能是一个非常具有潜力的研究对象，因为我们对太阳能利用得太少了，抵达地球的太阳能才占其总能量的十亿分之一，而这些能量还被大量地浪费在了沙漠、海洋和其他地方，太阳对我们真是太慷慨了。
我们经常会看到飞机在天上飞过以后，飞机尾巴会拖出两条长长的痕迹。这两条长长的痕迹叫作尾迹，它是由发动机喷出来的水蒸气和空气中的小分子结合形成的。机外有没有生命呢？当我们达到巡航高度的时候，机舱外还有没有生命？答案是有，最起码有细菌。细菌太厉害了，生存能力非常强。在城市上空的空气中能够检测到多达1800种不同类型的细菌，甚至在海拔20000米以上的高空中，人们也发现了细菌的存在。
当然，细菌不离奇，离奇的是什么呢？一种叫作熊蜂的昆虫能够爬升到海拔5500米左右的喜马拉雅山脉地区生活，它们可以飞得特别高，甚至能够在海拔9000米以上的地方飞行。所以，你坐在飞机上是有可能看到这些动物的。还有水鸟，它们一般会在1200米左右的高空飞行。
也有更猛的鸟，比如斑头雁，我怀疑它们可能是迷路了，要不然不可能飞那么高。“斑头雁通常被认为是迁徙的鸟中飞得最高的，借助气流的推动，它们有些一天能飞行1600多千米。要做到这一点，它们必须爬升到9000米以上的高度。”飞机的巡航高度有时候差不多也就只有9000～10000米，它们却能飞到这个高度。“人们曾在8200多米的高空看到过大天鹅，甚至还有人在6000多米的高度上看到过绿头鸭。鸟类世界最高飞行纪录的保持者是一只秃鹫：人们曾在象牙海岸上空近11600米的高空发现过一只正在艰难飞行的黑白兀鹫。”飞行员肯定感到特别惊奇，竟然有一只大秃鹫在飞机附近飞，不幸的是这只鸟被吸入了飞机引擎，这只勇敢的秃鹫，最后葬身在发动机里了。如果鸟的骨骼不是很硬的话，发动机是能够承受的，在高温高压的作用下，那个骨头就碎掉了，飞机还能接着飞。一般来讲，我飞了这么长时间，坐了这么多次飞机，从来没在飞机上看到过旁边有鸟在飞。所以在飞机上，能够看到很多有意思的东西。
接下来，我们来说说湍流和闪电，它们对飞机的影响大吗？有史以来，没有一架客机是因为遇到湍流而坠毁的，飞机遭遇气流晃得再厉害，最多就是机舱上下抖动。遇到严重湍流的时候，受伤的一般是机组乘务人员，因为乘务人员在服务时，可能突然出现乱流，导致脑袋撞到客舱顶部，这是有过死亡案例和受伤案例的。但是没有客机是因为湍流而坠毁的，所以飞机晃得再厉害，你也不用太担心。那闪电对飞机有没有危害？你坐在飞机这个“铁壳子”中是很安全的，闪电基本上不会影响飞机。那为什么我们在打雷闪电的时候不敢飞呢？是因为有极微小的可能性，闪电会影响飞机舱内的电子设备。咱们现在的飞机都是使用电子设备的，如果闪电影响了电子设备，这是很危险的一件事，但这种可能性非常微小。为了安全起见，一般选择不飞。我在高空飞行时曾经看到过闪电，就在远处的云层当中。
闪电很有意思，第一道闪光叫作先导闪击，先导闪击决定了闪电的路径，就是说它会先闪一个小的。紧接着我们会看到一个主要放电，也就是闪电回击，与先导闪击的路径相同，方向相反，也就是说如果先导闪击是从上往下闪，主要放电就是从下往上炸裂开，这确实是一件很壮观的事。闪电出现时，周围的温度非常高，能达到20000℃，像是空气突然被引爆了一样，紧接着就是一声炸雷。这里还有一个物理小知识，通过观察雷声和闪电的时间差，就能够算出声音的传播速度，在中学时大家应该学过相关的知识。
对飞机影响大的，不是气流，也不是闪电，反而可能是火山灰。火山爆发后，火山灰可能会遍布全球，到处都能够见到。1982年，英国的一架波音747飞机在飞行中穿过了火山灰云，四个引擎全部停止运转了，飞机在引擎停了以后就往下掉，掉了7000多米，整整12分钟。下坠12分钟以后，飞机引擎才得以重启，最后这架飞机安全地飞回去了。从那以后，人们知道了火山灰是很危险的东西，在飞行中就躲着火山灰。所以，火山爆发的时候，大面积的停飞是非常正常的。
我们还经常听说，在天上少飞一点儿，因为机外有电磁辐射。事实上这对人的伤害是有限的。但电离辐射对人的伤害是大的。也就是说，在电磁光谱中，红外线的这一端能量低，这些电磁辐射（包括可见光），对人的伤害是很微小的，但是伽马射线、X射线，这些电离辐射对人的伤害是很大的。电影中的“绿巨人”就是被伽马射线长时间照射而变异了。如果你每周至少飞一次长途航班，那么你所遭受的辐射会比普通人多，那你要注意些什么呢？作者说，你要注意少吃贝类食物，因为贝类食物所遭受的辐射本身就比其他的食物多，所以飞行过多的时候，少吃贝类食物就好了，问题不大。一般人很少能一周飞上一次。
在机舱里还要注意静脉血栓。这是一个非常重要的提醒，因为有一种叫作经济舱综合征的病。说的就是当你坐长途航班的经济舱时，比如从中国飞到美国，十几个小时，有的人坐在座位上不动，因为经济舱空间很狭窄，腿就只能一直弯曲着。我认识的人当中，至少有一两个人是因为这个疾病突然去世的。这个疾病的特点是什么呢？人在飞机上坐着的时候是没感觉的，弯曲着腿，在腿弯曲的地方会形成血栓，而这个血栓并不牢固，等他下了飞机，有可能就是一两天后，人还在干活、说话，血栓突然就脱落了。血栓脱落之后，随着血液到处流转，进入脑子里就导致脑梗，流到心脏就导致心梗，流到肺里就导致肺部栓塞，人可能一下子就死了。我知道的案例里，有两三个人是这样去世的，在坐了长途飞机之后，没注意，过了两三天死了。所以在飞机上一定要注意，每过一两个小时就站起来一次，起来上厕所或者走一走，活动活动，至少要把腿伸直，去拍一拍自己的腿部，拍一拍大腿，让腿部肌肉使使劲儿，提升血液在血管里的流速，这都能够有效抑制静脉血栓的形成。
飞行中还要注意时差，我们都知道东边和西边有时差，从中国飞到美国会有很大的时差，那南北有没有时差？你从中国飞到澳大利亚，南北半球有没有时差？从表面上看，至少从时钟上看是没有时差的，时区是一样的。但是很奇怪，人们乘坐南北方向的航班，依然会感觉有时差。但是这比飞东西方向调整起来更容易一些。作者介绍了调整时差的有效方法，这和我掌握的方法是一样的，因为我常飞，有这种经验。调整时差的办法就是在上飞机的时候，算准对方的时间，然后按照降落后的时间来安排机上生活。比如，你降落的时候是当地早上八点，你登机的时候当地还是白天，那你在飞机上最好想办法睡觉，一觉睡醒就抵达那儿了，下飞机就是早上八点，干一天活后，时差就能倒过来。如果你抵达目的地时当地是晚上，那你就坚持一下，即使在飞机上很困，想睡觉，也别睡了，看场电影或者看本书，到那儿下飞机后再睡觉，这样更容易倒时差。回国倒时差比去国外倒时差更难，而且差不多一个小时的时差需要倒一天，六个小时的时差大约要倒一个礼拜，才能差不多恢复正常。这是关于时差的问题。
在天上遇到急流是一种什么状况？天上会有像海里的洋流一样的高速急流，有时候人会不小心被海里高速的洋流卷走，那如果飞机在天上遭遇非常快速的急流会怎么样呢？飞行员会非常高兴，就让飞机搭乘急流一块儿飞。急流能带来怎样的效果呢？如果飞机的速度是890千米/时，当你搭乘一股速度为300多千米/时的急流，就可能超音速飞行。由于你跟着气流一块儿飞，不仅速度变快，还能够省油。有时候，我们在坐飞机时会发现，飞过去花了三个半小时，但飞回来花了三个小时。这有可能是因为不同飞行员的操作不同，更重要的可能是气流速度不一样，跟着快速的气流飞，飞机的速度相对于地面就真的能提高很多。
为什么飞机上的各种饭都不好吃？我没听说过哪个人特别爱吃飞机餐，大家都说飞机餐很难吃。科学家经过研究发现，飞机餐难吃的一个非常重要的原因是噪声，因为飞机的噪音非常大，它影响了你的味觉。下次吃机餐的时候，你可以试着戴个耳机，把耳朵堵起来，说不定就感觉好吃一点儿了。
飞机还有一个特点，就是飞机本身是很先进的东西，飞机是高科技的集合体，但是飞机上的娱乐设施都比较落后，为什么呢？因为研发飞机花的时间太长。飞机本身的相关科技进展缓慢，这种科技是高精尖的，所以进展缓慢，但是娱乐设施的技术进展是非常快的。所以在研发飞机的五年、十年中，娱乐设施已经更新了好几代，所以我们总觉得飞机上的娱乐设施落后于地面，不如地面上的有意思，原因就在于它没法一块儿进步。
然后我们要返回地面了。这时候你可以看一看远山，因为快落地的时候一般能够看到山脉。山脉是地球上非常年轻的事物，我们都觉得山脉很古老，实际上不是的，山脉是地壳运动挤压形成的，比如太行山脉，我每次飞回北京的时候会看见太行山脉。如果你飞往青藏高原，你还能够看到珠穆朗玛峰。山脉形成的时间最早是什么时候呢？大概是几千万年前。大家可能会惊讶，几千万年前，这还年轻？几千万年相当于地球寿命的1%，也就是前面99%的时间里所发生的事，都跟山脉没什么关系，到这1%的时候，地壳运动，板块挤压，才产生了大量的山脉。
在天上飞行时，如果你的航班是在夜间降落，那你还能够看到夜空。在夜空中，你可以试着找一下金星在哪儿。金星是我们最容易识别的一颗星星，“你会在靠近地平线的地方看到一颗非常亮的星，这很可能是金星，一颗在某些方面与地球相当相似的行星”。天上一闪一闪的星星是恒星，不闪的是行星，原因是什么呢？恒星自己会发光，所以你看到的恒星是一闪一闪的，行星反射别的星星的光，所以行星反而是常亮的，如果你看到的星星根本不闪，那就是行星。金星的大小和地球差不多，但到太阳的距离比地球短得多。
金星的表面上覆盖着大气层，它的大气层主要由二氧化碳组成。金星的大气层几乎全是二氧化碳，比地球上的二氧化碳浓度高得多。所以，你在听完我前面讲的知识后，应该就知道金星上的温度会非常高，因为温室效应极其严重。严重到什么程度呢？金星的平均地表温度高达480℃。金属铅算是活性很低的金属了吧，金属铅的熔点只有327.46℃，就算是用铅做的探测器，到了金星上也会立刻融化，所以金星不适合人类生存。金星的地表大气压大概是地球的90倍，能把人直接压扁了。我们只能在黄昏和黎明的时候看到金星，也就是地平线上边那颗最亮的星星。如果你在天上看到了除金星外的另一颗非常明亮的星星，那很可能就是木星或火星，如果这颗星星闪着红光，那肯定就是火星了。
除了星星之外，我们还能在夜空中看到月亮。关于月亮的部分我就不展开讲了，因为我们讲过《奇观》，那本书专门讲有关月亮的知识，你们有机会可以把《奇观》找出来听一听。如果你运气好，航行时的空气质量好，还可以看到银河系。我从小到大去过很多可以看星星的地方，但都不太能够看清银河系，别人告诉我“你看这个发光带多亮，这就是银河系”，但我的识别能力不强，希望将来有机会可以再看看。
这是一条横跨在天空中的淡淡的拱形发光带……你可以将整个银河系想象成一个中间凸起的圆盘，而如果在更遥远的太空俯视，它看起来可能更像一个有着四条旋臂的旋涡，地球就位于其中一个旋臂上。……银河系的直径约为10万光年。
也就是说，一束光从银河系的这头射到另一头，要跑十万年，就这么一直射出去。银河系的宽度约为1000光年，至少包含1000亿颗恒星，我们所热爱的太阳竟只是其中的一个！银河系中恒星的实际数目可能是这个数字的两到三倍。让我们觉得更惊讶的事是，像银河系这样的星系，在宇宙中大概还有1500亿个，而且宇宙还在不断地扩大。地球实在是太渺小了。所以你在读这本书时，就会觉得人类真的好渺小。
回到人间灯火。你在降落时会看到很多路灯，如果有兴趣的人，可以根据路灯的区域数量，计算出这个城市的人口数，这是可以算的，大概一片区域里能够生活多少人，有一个统计人数的计算方法。如果舱外是黑夜，飞机在下降的时候一定会调暗舱内灯光。你们有没有发现，飞机会先调暗机舱灯光，然后再下降，为什么要调暗灯光呢？这是为了让你的眼睛能够适应机外的黑暗，如果灯光过亮，你出机舱后会看不清，所以这是为了应对危急状况，如果出现了危急状况，乘客需要马上从机舱里沿着伸缩滑梯跳出去，那么我们的眼睛必须时刻都能看得清。所以飞机落地前要调暗灯光。
在落地的时候，由于摩擦力的作用，飞机才能够稳稳地落在地上。假如没有了摩擦力，那我们的飞机就会一直跑，停不下来。摩擦力是一种电磁力。我在这儿要讲一个宇宙终极的知识，就是宇宙中一共有四种基本力，分别是强作用力、弱作用力、电磁力和万有引力。这个强作用力和弱作用力，咱们基本上体会不到，它是在原子核内部发生的力。我们能够体会到万有引力和电磁力。我们之所以能够坐在椅子上，是因为有万有引力，我们的身体往下沉，所以可以坐在上面。但请记住，你的屁股永远挨不到凳子，你以为你挨着凳子，但其实你的屁股永远挨不到，因为你的衣服表面的原子和凳子表面的原子之间，可以很接近，接近到产生极强的电磁力，然后托住你，但是它们不可能彻底挨在一起，它们中间存在着原子和原子之间的电磁力的互斥，所以你才能够坐在这儿。
这个世界非常神奇，通过这么薄薄的、简朴又便宜的一本小书，我们竟然学到了这么多物理知识和生物知识，我们了解了跟飞行有关的方方面面。所以在这本书的最后，作者作为著名的科普作家，很严谨地讲道：
在日常生活中，我们很难有机会能像在飞机上这样，了解这么多活灵活现的科学现象和知识。通过观察和了解窗外以及你身边的科学现象，你已经对量子力学、相对论、河流的形成、人眼的工作原理等一系列科学现象有了更深入的理解。
以科学作为向导，让平常的日子不再平凡！
所以，希望大家在听完这本书之后，珍惜每一次飞行的机会，从安检开始，好好体会一下现代科技给我们的生活带来的改变。当你理解它们的原理时，就能更加安心，祝大家飞行愉快，我们下本书再见。
来自樊登读书